Un equipo de científicos del MIT ha hecho un descubrimiento **revolucionario**: han hallado restos extremadamente raros de la "proto Tierra", que se formó hace aproximadamente 4.5 mil millones de años. Este periodo precedió a un colosal impacto que alteró de manera irreversible la composición del planeta primitivo, dando lugar a la Tierra tal como la conocemos hoy. Los resultados de esta investigación, publicados en la revista Nature Geosciences, ofrecen una nueva perspectiva sobre los ingredientes primordiales que dieron forma no solo a la Tierra, sino también al resto del sistema solar.
En sus inicios, el sistema solar era un disco giratorio de gas y polvo que eventualmente se agrupó para formar los primeros meteoritos. Estos meteoritos, a su vez, se fusionaron para crear la proto Tierra y sus planetas vecinos. En esta fase inicial, es probable que la Tierra fuera rocosa y estuviera cubierta de lava. Sin embargo, menos de 100 millones de años después de su formación, un meteorito del tamaño de Marte impactó contra el joven planeta en un evento conocido como "gran impacto", que reconfiguró completamente su interior y química.
Hallazgos sorprendentes sobre la composición química
A pesar de lo que se pensaba anteriormente, el equipo del MIT ha encontrado indicios que sugieren lo contrario. Han identificado una firma química en rocas antiguas que es única en comparación con la mayoría de los materiales presentes en la Tierra actual. Esta firma se manifiesta como un sutil desequilibrio en los isótopos de potasio hallados en muestras muy antiguas y profundas. Los investigadores concluyeron que este desequilibrio no podría haber sido causado por impactos grandes previos o procesos geológicos actuales.
La explicación más plausible para esta composición química es que estos materiales son remanentes de la proto Tierra que han permanecido sin cambios, a pesar de las transformaciones sufridas por el resto del planeta durante sus primeros años.
“Este podría ser el primer indicio directo de que hemos conservado los materiales de la proto Tierra”, afirma Nicole Nie, profesora asistente en Ciencias Terrestres y Planetarias del MIT. “Podemos observar un fragmento de la Tierra muy antigua, incluso antes del gran impacto. Esto es asombroso porque esperábamos que esta firma tan temprana se borrara lentamente a medida que evolucionaba nuestro planeta”.
Anomalías isotópicas reveladoras
En 2023, Nie y su equipo analizaron numerosos meteoritos recolectados alrededor del mundo. Estos cuerpos celestes probablemente se formaron en diferentes momentos y lugares dentro del sistema solar, reflejando así las condiciones cambiantes a lo largo del tiempo. Al comparar las composiciones químicas de estas muestras con las de la Tierra, identificaron una "anomalía isotópica" en el potasio.
Los isótopos son versiones ligeramente diferentes de un elemento; en este caso, el potasio puede existir en tres isótopos naturales: potasio-39, potasio-40 y potasio-41. En la Tierra, el potasio se encuentra predominantemente en forma de potasio-39 y potasio-41, mientras que el potasio-40 está presente en cantidades mínimas. La anomalía observada sugiere que cualquier material con una firma similar probablemente precede a la composición actual del planeta.
“Descubrimos que diferentes meteoritos tienen firmas isotópicas distintas para el potasio, lo cual significa que este elemento puede usarse como un rastreador de los bloques constructores de la Tierra”, explica Nie.
Búsqueda dentro del planeta
En este estudio reciente, el equipo buscó signos de anomalías isotópicas no solo en meteoritos sino dentro mismo de la Tierra. Analizaron rocas pulverizadas provenientes de Groenlandia y Canadá, donde se encuentran algunas de las rocas más antiguas preservadas. También examinaron depósitos volcánicos recogidos en Hawái, donde los volcanes han traído materiales profundos desde el manto terrestre.
“Si esta firma isotópica se conserva, querríamos buscarla a través del tiempo profundo y el interior profundo de la Tierra”, señala Nie.
Los investigadores disolvieron las diversas muestras en ácido para aislar el potasio y utilizaron un espectrómetro de masas especial para medir las proporciones entre los tres isótopos. Sorprendentemente, identificaron una firma isotópica diferente a lo habitual en los materiales terrestres actuales.
Implicaciones sobre los orígenes planetarios
Específicamente, encontraron un déficit notable del isótopo potasio-40. Mientras que este isótopo ya es escaso en comparación con otros dos isótopos presentes en materiales terrestres comunes, sus muestras mostraron aún menor porcentaje. Detectar este pequeño déficit es comparable a encontrar un solo grano de arena marrón entre una cubeta llena de arena amarilla.
A medida que profundizaban en sus análisis, surgió una pregunta crucial: ¿podrían estas muestras ser remanentes raros de la proto Tierra? Para responderlo, asumieron esta posibilidad e investigaron si los materiales originales podrían haber tenido tal déficit antes del gran impacto y otros eventos posteriores.
A través simulaciones basadas en datos composicionales conocidos sobre meteoritos y procesos geológicos experimentados por nuestro planeta a lo largo del tiempo, lograron demostrar cómo estos déficits habrían cambiado tras impactos significativos. Sus simulaciones revelaron composiciones con fracciones más altas del isótopo potasio-40 comparadas con las muestras analizadas.
Nuevas perspectivas sobre nuestra historia planetaria
A pesar de sus hallazgos significativos, sorprendentemente ninguna muestra coincidió exactamente con ningún meteorito conocido hasta ahora por los geólogos. Esto indica que los materiales originales responsables por formar la proto Tierra aún no han sido descubiertos.
Nicole Nie concluye: “Los científicos han estado intentando entender la composición química original de la Tierra combinando diferentes grupos de meteoritos. Pero nuestro estudio demuestra que el inventario actual no está completo y hay mucho más por aprender sobre nuestros orígenes planetarios”. Este trabajo fue respaldado parcialmente por NASA y el MIT.
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